致密砂岩储层分型维数特征研究——以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组为例
作者单位：西南石油大学地球科学与技术学院
会议名称：《第十五届全国古地理学及沉积学学术会议》
会议日期：2018年
学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程]
关 键 词：分形维数 致密砂岩储层 孔隙结构 延长组 鄂尔多斯盆地
摘 要：分型几何理论其本质是利用分型维数数值的大小来反映一个复杂形体在空间中的有效性。近年来,越来越多的学者将分型维数作为评价储集层储集能力的重要标志[1][2]。该文将以鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩储层为例,在岩心实测、压汞实验以及镜下观测的基础上,分别对研究层位13块样品进行分型维数计算,探讨总结分型维数与储层孔隙结构的关系,探讨分型维数背后的地质意义及影响因素。选取所有13块样品的压汞数据,通过作lg Pc和lg Sw的双对数坐标图,并以线性回归的方式得到直线的斜率和截距从而求出分型维数[1]。基于含水饱和度计算的分型维数结果表明,鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩储集层存在两种分型类型。即单一分型维数（在尽可能保持较高线性相关性的前提下得到一条关系直线）和分段分型维数（无法得到一条明显相关的直线,需要将原直线分段才能满足较高的线性相关性）。深入研究发现,正27和镇53样品具有两段分型维数,两组样品的初段分型都较大。正27样品两段分型维数分别为2.963和2.777,同时最高汞饱和度只有32.08%,且孔隙度和渗透率均较低,分别为2%和0.036m D,为典型的低孔低渗致密砂岩。观察光学薄片以及扫描电镜发现,该样品主要存在两种孔隙结构,一种是泥质微孔,由高岭石和伊利石充填粒间溶孔而成,并伴随着后期有机质充填。第二种主要的孔隙类型为晶内溶孔,主要分布在部分长石,岩屑颗粒以及碳酸盐胶结物内,溶蚀面积较小,呈不规则状分布。镇53样品的分型维数分别为2.966和2.1407,最大汞饱和度为79.3%,也具有较低的孔隙度和渗透率,分别为6.2%和0.078m D。结合镜下观测发现,其孔隙类型与正27类似,以黏土矿物微孔和小径长石晶内溶孔为主要的孔隙类型,且孔隙结构具有明显非均质性。粒间孔的缺失可能是由于后期较强的压实作用,以及黏土矿物充填的结果。除上述2个分段分形样品之外,其他的样品均具有单一分型的特征。样品的分型维数分布在2.37～2.66的范围内,孔隙度最小为7.4%,最高至15.4%,渗透率值均小于0.3m D,从孔渗数据来看该组样品的储层物性优于分段分型的样品。同时最大汞饱和度处于60.3%～84.2%的范围内。结合光学显微镜以及扫描电镜发现,在单一分型的所有样品中,主要存在两种孔隙类型,一种是后期溶蚀作用产生的粒间溶孔,以及长石溶孔;另一种是黏土矿物以及云母泥化充填原生粒间孔而形成的泥质微孔,并且伴随着后期有机质充填,同时在扫描电镜的观测下发现了这些泥质微孔具有绿泥石镶边的特性。需要注意的是这些样品里面溶蚀形成的粒间孔和粒内孔较分段分形组中的正27和镇53更为发育。总的来说,单段分型的样品具有相对较好的储集能力,两种主要的孔隙从大到小,在孔隙结构以及几何特征上具有相似性。上述研究表明,分型维数是一个评估致密砂岩储集层的有效因数。在致密砂岩储层当中,储层的分型维数特征在一定程度上能够反映储层的孔隙类型、孔隙结构以及其储集物性。实验表明,单一分型特征的储层相较分段分型的储层具有相对更好的储集潜力。